一種直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器的製作方法

2023-05-03 20:59:21 2

本發明涉及運動模擬技術領域，更具體地涉及一種直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器。

背景技術：

目標運動模擬器是用於模擬特定目標，例如飛彈、飛機等飛行器的運動的裝置，通常與飛行模擬器配合使用，主要用於測試飛彈或雷達追蹤系統的追蹤性能。針對運動目標的特點，根據其與追蹤系統的遠近，目標運動模擬器可以大致劃分為針對紅外目標源的近距離目標運動模擬器和針對射頻目標的遠距離目標運動模擬器。

對於遠距離目標運動模擬器而言，射頻目標源與追蹤系統相距大約5至15m，並且要求射頻目標源在運動過程中始終指向追蹤系統。目前，遠距離目標運動模擬器的結構主要分為兩種，一種是在縱向和橫向兩個方向形成類似十字架形式的XY平臺，在其末端安裝指向機構，以用於確保射頻目標源在運動過程中始終指向追蹤系統；另一種是將縱向和橫向兩個方向形成圓弧形的XY平臺，以用於確保目標源始終沿著球面運動，由此可以省略指向機構。由於省略了指向機構，圓直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器具有結構簡單、負載輕等特點，容易實現更高的指標，但是現有技術的弧形導軌和弧形驅動機構的設計難以確保目標源沿著球面精確、高速、高加速度、高頻響地運動。

因此，特別是在航空航天技術領域，需要改進性能的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器，以滿足測試追蹤系統的追蹤性能的需要。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本發明的目的在於提供一種直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器，其能夠高精度、高速、高加速度、高頻響地模擬目標源沿著球面的運動。

根據本發明實施例，該直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器包括：縱向部件，所述縱向部件包括縱向部件機架以及設置在所述縱向部件機架上並且用於驅動目標源作縱向圓弧運動的縱向直線電機驅動系統；以及橫向部件，所述橫向部件包括橫向部件機架和設置在所述橫向部件機架上並且用於驅動所述縱向部件作橫向圓弧運動的多個橫向直線電機驅動系統。

根據實施例，所述縱向直線電機驅動系統包括縱向直線電機定子組件，所述縱向直線電機定子組件包括安裝在所述縱向部件機架上的縱向底板、安裝在所述縱向底板上的縱向圓弧形導軌以及沿著圓弧形方向安裝在所述縱向底板上的縱向直線電機永磁體模塊，其中所述縱向底板可以被調整以確保所述縱向圓弧形導軌的平面度。

根據實施例，所述縱向直線電機驅動系統還包括縱向直線電機動子組件，所述縱向直線電機動子組件包括用於安裝所述目標源的縱向直線電機動子支撐板，設置在所述縱向直線電機動子支撐板上並且與所述縱向直線電機永磁體模塊相對的縱向直線電機動子線圈以及設置在所述縱向直線電機動子支撐板上並且與所述縱向圓弧形導軌配合的縱向部件滾輪軸承。

根據實施例，所述縱向圓弧形導軌為一對單沿滾輪式導軌。

根據實施例，每個所述橫向直線電機驅動系統包括橫向直線電機定子組件，所述橫向直線電機定子組件包括安裝在所述橫向部件機架上的橫向底板、安裝在所述橫向底板上的橫向圓弧形導軌以及沿著圓弧形方向安裝在所述橫向底板上的橫向直線電機永磁體模塊，其中所述橫向底板可以被調整以確保所述橫向圓弧形導軌的平面度。

根據實施例，每個所述橫向直線電機驅動系統還包括橫向直線電機動子組件，所述橫向直線電機動子組件包括用於與所述縱向部件機架連接的橫向直線電機動子支撐板，設置在所述橫向直線電機動子支撐板上並且與所述橫向直線電機永磁體模塊相對的橫向直線電機動子線圈以及設置在所述橫向直線電機動子支撐板上並且與所述橫向圓弧形導軌配合的橫向部件滾輪軸承。

根據實施例，所述橫向圓弧形導軌為一對單沿滾輪式導軌。

根據實施例，所述多個橫向直線電機驅動系統包括分別設置在所述橫向部件機架的上部、中部和下部的三個橫向直線電機驅動系統。

根據實施例，所述縱向底板的兩端安裝有緩衝器和接近開關，用於防止所述滑塊超出所述縱向圓弧形導軌的行程。

根據實施例，所述橫向底板的兩端安裝有緩衝器和接近開關，用於防止所述滑塊超出所述橫向圓弧形導軌的行程。

附圖說明

構成說明書一部分的附圖示出本發明的實施例，然而附圖中示出的實施例僅為示例性的，而不是限制性的。在附圖中使用相似的附圖標記表示相似的元件。

圖1是根據本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器的總體結構示意圖。

圖2是用於根據本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器的直流電機驅動系統的結構示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖詳細說明根據本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器。

圖1示出根據本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器的總體結構示意圖。如圖1所示，該直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器包括：縱向部件108、109、110，所述縱向部件包括縱向部件機架108以及設置在所述縱向部件機架108上並且用於驅動目標源作縱向圓弧運動的縱向直線電機驅動系統109、110；以及橫向部件101、102、103、104、105、106、107，所述橫向部件包括橫向部件機架101和設置在所述橫向部件機架101上並且用於驅動所述縱向部件作橫向圓弧運動的多個橫向直線電機驅動系統102、103、104、105、106、107。根據進一步的實施例，縱向部件機架108可以為由鋁型材焊接而成的鋁架。焊接完成後，通過機加工保證安裝面的平面度。然而，本發明不限於此，任何合適的材料及加工方法均可以用於製造本發明實施例的縱向部件機架，只要能夠滿足需要即可。

根據進一步的實施例，縱向直線電機驅動系統包括縱向直線電機定子組件109以及縱向直線電機動子組件110。

以下結合圖2進一步描述可以用於本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器的直線電機驅動系統。如圖1和2所示，縱向直線電機定子組件109包括安裝在縱向部件機架108上的縱向底板201、安裝在縱向底板201上的縱向圓弧形導軌202、203以及沿著圓弧形方向安裝在所述縱向底板201上的縱向直線電機永磁體模塊204，其中縱向底板通過螺釘固定在縱向部件機架108上並且可以被調整以確保所述縱向圓弧形導軌202、203的安裝平面度。

並且，縱向直線電機驅動系統還包括縱向直線電機動子組件110，縱向直線電機動子組件110包括用於安裝目標源的縱向直線電機動子支撐板205，設置在縱向直線電機動子支撐板205上並且與縱向直線電機永磁體模塊204相對的縱向直線電機動子線圈207以及設置在縱向直線電機動子支撐板205上並且與縱向圓弧形導軌202、203配合的縱向部件滾輪軸承206。如圖所示，縱向圓弧形導軌為一對單沿滾輪式導軌，即內單沿圓弧形導軌202和外單沿圓弧形導軌203。並且，在本實施例中，縱向直線電機動子支撐板205設置有與內單沿圓弧形導軌202和外單沿圓弧形導軌203配合的六個滾輪軸承；然而，本發明不限於此，任意合適形制、數量的導軌以及相應的導軌軸承均是可行的，只要能滿足沿著圓弧形導軌平滑、緊密地滑動的要求即可。

如上所述，圖2所示的直線電機驅動系統也可以用作本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器的橫向直線電機驅動系統。如圖1和2所示的，本發明實施例的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器包括分別設置在橫向部件機架101的上部、中部和下部的三個橫向直線電機驅動系統102、105；103、106；104、107。例如，設置於橫向部件機架101上部的橫向直線電機驅動系統102、105包括橫向直線電機定子組件102，其包括安裝在橫向部件機架101上部的橫向底板、安裝在橫向底板上的橫向圓弧形導軌以及沿著圓弧形方向安裝在橫向底板上的橫向直線電機永磁體模塊，其中橫向底板可以被調整以確保橫向圓弧形導軌的平面度。

並且，該橫向直線電機驅動系統還包括橫向直線電機動子組件105，其包括用於與縱向部件機架108連接的橫向直線電機動子支撐板，設置在橫向直線電機動子支撐板上並且與橫向直線電機永磁體模塊相對的橫向直線電機動子線圈以及設置在橫向直線電機動子支撐板上並且與橫向圓弧形導軌配合的橫向部件滾輪軸承。在本實施例，所述橫向圓弧形導軌為一對單沿滾輪式導軌，即內單沿圓弧形導軌202和外單沿圓弧形導軌203。並且，在本實施例中，橫向直線電機動子支撐板設置有與內單沿圓弧形導軌和外單沿圓弧形導軌配合的六個滾輪軸承；然而，本發明不限於此，任意合適形制、數量的導軌以及相應的導軌軸承均是可行的，只要能滿足沿著圓弧形導軌平滑、緊密地滑動的要求即可。另外，在本實施例中，橫向部件包括三個橫向直線電機驅動系統，在安裝時，首先將各層橫向底板安裝在橫向機架上，調整橫向底板以保證導軌安裝面的平面度。再將橫向圓弧形導軌安裝在橫向底板上，並調整內外單沿圓弧形導軌之間以及各層導軌間的同軸度。然而，本發明不限於此，任意數量的橫向直線電機驅動系統均是可行的，只要能夠平穩、精確地驅動縱向部件作橫向圓弧運動即可。

根據實施例，縱向和橫向底板的兩端安裝有緩衝器和接近開關，用於防止所述滑塊超出縱向和橫向圓弧形導軌的行程。根據進一步實施例，接近開關可以例如為光電式接近開關；然而本發明不限於此，例如機電式接近開關也是可行的。

如上所述，本發明提供了一種由直線電機驅動的直線電機驅動的弧形遠距離目標運動模擬器，其能夠實現高精度、高速、高加速度、高頻響地模擬目標源沿著球面的運動。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。